Question

19．科學(xué)家通過利用PCR定點(diǎn)突變技術(shù)改造Rubisco酶基因，提高了光合作用過程中Rubisco酶對CO₂的親和力，從而顯著提高了植物的光合作用速率．請回答下列問題：
（1）PCR過程所依據(jù)的原理是DNA雙鏈復(fù)制，利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物；擴(kuò)增過程需要加入耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶）酶．
（2）啟動(dòng)子是一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段，其作用是RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄出mRNA．PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇．
（3）可利用定點(diǎn)突變的DNA構(gòu)建基因表達(dá)載體．常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法將基因表達(dá)載體導(dǎo)入植物細(xì)胞，還需用到植物細(xì)胞工程中的植物組織培養(yǎng)技術(shù)，才能最終獲得轉(zhuǎn)基因植物，該技術(shù)利用的原理是全能性．

Answer 1

分析 1、基因工程技術(shù)的基本步驟：
（1）目的基因的獲取：方法有從基因文庫中獲取、利用PCR技術(shù)擴(kuò)增和人工合成．
（2）基因表達(dá)載體的構(gòu)建：是基因工程的核心步驟，基因表達(dá)載體包括目的基因、啟動(dòng)子、終止子和標(biāo)記基因等．
（3）將目的基因?qū)�入受體細(xì)胞：根據(jù)受體細(xì)胞不同，導(dǎo)入的方法也不一樣．將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞的方法有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法、基因槍法和花粉管通道法；將目的基因?qū)�入�?dòng)物細(xì)胞最有效的方法是顯微注射法；將目的基因?qū)�入微生物�?xì)胞的方法是感受態(tài)細(xì)胞法．
（4）目的基因的檢測與鑒定：分子水平上的檢測：①檢測轉(zhuǎn)基因生物染色體的DNA是否插入目的基因--DNA分子雜交技術(shù)；②檢測目的基因是否轉(zhuǎn)錄出了mRNA--分子雜交技術(shù)；③檢測目的基因是否翻譯成蛋白質(zhì)--抗原-抗體雜交技術(shù)．個(gè)體水平上的鑒定：抗蟲鑒定、抗病鑒定、活性鑒定等．
2、PCR技術(shù)：
（1）概念：PCR全稱為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一項(xiàng)在生物體外復(fù)制特定DNA的核酸合成技術(shù)．
（2）原理：DNA復(fù)制．
（3）前提條件：要有一段已知目的基因的核苷酸序以便合成一對引物．
（4）條件：模板DNA、四種脫氧核苷酸、一對引物、熱穩(wěn)定DNA聚合酶（Taq酶）
（5）過程：①高溫變性：DNA解旋過程（PCR擴(kuò)增中雙鏈DNA解開不需要解旋酶，高溫條件下氫鍵可自動(dòng)解開）；低溫復(fù)性：引物結(jié)合到互補(bǔ)鏈DNA上；③中溫延伸：合成子鏈．

解答 解：（1）PCR的原理是DNA雙鏈復(fù)制；利用PCR技術(shù)擴(kuò)增目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列，以便根據(jù)這一序列合成引物；擴(kuò)增過程是在較高溫度下進(jìn)行的，因此需要加入耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶）．
（2）啟動(dòng)子是RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄出mRNA．PCR定點(diǎn)突變技術(shù)屬于蛋白質(zhì)工程的范疇．
（3）將目的基因?qū)�入植物�?xì)胞常用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法；將轉(zhuǎn)基因植物細(xì)胞培育成轉(zhuǎn)基因植株還需要采用植物組織培養(yǎng)技術(shù)，原理是植物細(xì)胞具有全能性．
故答案為：
（1）DNA雙鏈復(fù)制     引物      耐高溫的DNA聚合酶（或Taq酶）
（2）RNA聚合酶識別和結(jié)合部位，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)錄出mRNA   蛋白質(zhì)工程
（3）農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法     植物組織培養(yǎng)   全能性

點(diǎn)評 本題考查基因工程的相關(guān)知識，要求考生識記基因工程的原理、操作工具及操作步驟中，掌握各操作步驟中需要注意的細(xì)節(jié)，能結(jié)合所學(xué)的知識準(zhǔn)確答題．